드론 및 항공기 소음 측정을 위한 새로운 플러시 마운트 마이크 기술(Drone noise measurement, Aircraft acoustic testing, Flush-mounted microphone, Subsonic jet, ISO 규격)

 

목차

 

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드론 및 항공기 소음 측정을 위한 새로운 플러시 마운트 마이크 기술

 

 

몇 년 전, GRAS는 NASA와 협력하여 기존의 소음 측정 방식보다 더 효과적인 대안을 찾기 위한 작업을 시작했다. 기존의 측정 방식은 마이크 위에 구조물이 존재하여 반사음이나 간섭이 발생하고, 다양한 항공기 유형에 모두 적용하기 어려운 한계가 있었다. 특히, 기존 방식은 서브소닉 제트기에는 적합했지만, 프로펠러 항공기나 소형 드론(UAS)에는 부적절한 경우가 많았다.

 

 

이에 따라 GRAS는 하나의 마이크로 다양한 종류의 항공기에 대한 소음 측정을 가능하게 하는 새로운 형식의 플레이트 마이크 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 기존의 마이크를 위에서 설치하는 방식이 아니라, 판의 뒷면에 평평하게 삽입하는 형식으로 설계되었다. 이로 인해 마이크 주변에 간섭을 유발할 수 있는 구조물이 전혀 존재하지 않게 되었으며, 반사음이나 설치 오차에 의한 측정 오류가 크게 줄어들었다.

 

 

이 새로 개발된 마이크는 3.15 Hz에서 20 kHz까지 평탄한 주파수 응답을 제공하며, 내부에 프리앰프를 내장하여 기존의 펜슬형 마이크보다 구조적으로 컴팩트하다. 전체 시스템은 약 40cm 크기의 판 하나로 구성되어 있어 이동과 설치가 용이하다. 또한, 측정 전에 소음 측정 체인을 현장에서 바로 보정할 수 있도록 설계되었으며, 별도의 어댑터를 이용하여 피스톤폰 보정이 가능하다. 이를 통해 현장에서의 신뢰성 있는 소음 측정이 보장된다.

 

실제 적용 사례

 

이 마이크는 이미 NASA의 여러 프로젝트에서 50개 이상이 동시 사용된 사례가 있으며, 다양한 드론 소음 모니터링 캠페인에 활용되었다. 그 결과, 현장 실험을 통해 기능성과 신뢰성을 입증하였다.

 

 

또한 발표자는 다양한 마이크 구성 방식에 따른 측정값의 차이에 대해서도 설명하였다. 예를 들어, 자유 공간(6~10m 거리)에서의 측정은 대부분의 항공기 유형에 적합하며 기준 측정 방법으로 간주된다. 반면, 1.2m 높이에서의 측정은 서브소닉 제트기에는 적합하지만, 드론이나 프로펠러 항공기에는 적합하지 않다. 또 다른 방식인 마이크와 판 사이를 7mm 띄우는 구성은 제트기와 프로펠러 항공기에는 적합하나, 고주파수 측정이 필요한 드론에는 적합하지 않다. 플러시 마운트 방식은 모든 항공기에 적합하나, 측정값이 약 +6dB 높게 나오는 특성이 있다. 이처럼 마이크 설치 방식에 따라 수치가 달라지므로, 다른 측정 결과를 비교할 때는 반드시 같은 조건에서 측정되었는지를 확인해야 한다.

 

드론 및 항공기 소음과 심리음향 및 국제 규격

 

이 외에도 발표자는 사이코어쿠스틱 측정의 중요성에 대해서도 언급하였다. 이는 단순한 소음 수치가 아닌, 사람이 실제로 느끼는 소리의 인식을 측정하는 방식이다. 이를 위해 GRAS는 인공 귀와 어깨 형태가 포함된 KEMAR라는 인공머리를 사용한다. 이 장비는 사람의 귀 구조와 어깨 반사 특성을 재현하여, 인간의 실제 청각 환경과 유사한 조건에서 소음을 측정할 수 있다. 사이코어쿠스틱 측정은 위치나 지형에 따라 체감되는 소음이 달라질 수 있기 때문에, 보다 주관적인 소음 평가를 가능하게 한다.

 

 

드론 소음 측정과 관련된 국제 표준(ISO)에 대한 질문도 있었다. 발표자는 약 1년 이내, 즉 2023년 말까지는 '무엇을' 그리고 '어떻게' 측정할지를 정의하는 표준이 마련될 수 있을 것이라고 예상하였다. 다만, 소음 허용 기준(dB 한계치)과 같은 구체적인 규제 수치는 이후 별도의 논의 체계를 통해 확정될 가능성이 크다고 덧붙였다.

 

결론적으로, GRAS와 NASA의 협력으로 개발된 이 새로운 마이크 시스템은 범용성, 정확도, 설치 용이성을 모두 갖춘 방식으로서, 드론과 같은 새로운 항공 교통수단의 소음 규제 및 연구에 매우 유용한 도구로 평가된다. 이 시스템은 기술적 신뢰성과 더불어, 사람의 체감 소음까지 고려한 측정 방식까지 제공함으로써 소음 규제와 연구의 새로운 기준이 될 수 있다.

 

 

 

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